Percer les secrets de l’univers
De quoi se compose notre univers et pourquoi a-t-il évolué pour devenir ce que nous pouvons observer aujourd’hui?
Voilà certaines des questions auxquelles la recherche d’interactions extrêmement rares entre les particules peut apporter des réponses et nous permettre de mieux comprendre la nature fondamentale de la physique corpusculaire et de l’astrophysique.
En fait, un des thèmes majeurs de la physique moderne est le lien fascinant entre la science à l’échelle la plus grande que l’on peut concevoir—l’univers—et à l’échelle la plus infime à laquelle on peut accéder—les propriétés des composantes élémentaires de la nature. Les travaux de recherche de Mark Boulay sont au cœur de ce lien.
Le modèle standard en physique des particules est un excellent modèle qui décrit les particules élémentaires et la façon dont elles interagissent. Cependant, il ne brosse pas un tableau complet.
En effet, il n’explique pas que la matière noire, observée à travers son effet sur les structures à grande échelle dans l’univers, mais non directement visible, est cinq fois plus lourde que la matière normale. Une preuve directe de l’existance des particules de matière noire, jusqu’à présent non observées, pourrait permettre de mieux comprendre la nature de la matière noire, et elle nécessiterait un élargissement du modèle standard en physique des particules.
La recherche d’un processus tout aussi rare connu sous le nom de désintégration bêta double sans émission de neutrinos pourrait expliquer un autre mystère cosmologique : pourquoi l’univers, qui est né dans le Big Bang dans un état d’énergie pure, est devenu pourtant, après d’innombrables cycles de création de particules et d’antiparticules en paires suivie de l’annihilation de la matière par l’antimatière, un univers ne contenant que de la matière.
Les travaux de recherche de M. Boulay viseront à améliorer les techniques expérimentales et à mettre au point de nouveaux détecteurs utilisant des gaz nobles liquéfiés en vue de découvrir les signatures extrêmement rares de particules de matière noire et de désintégration bêta double sans émission de neutrinos, dans une tentative de répondre à certaines des plus importantes questions de la physique.